引言

　　相对于传统光源，LED具有环保、体积小、使用寿命长、反应速度快等一系列优点。未来几年，LED有望替代白炽灯、荧光灯进入普通照明领域，成为21世纪最有发展潜力的新照明光源。随着LED器件功率的不断增加，散热问题变得更加突出，LED如何提高散热能力是器件发展的技术关键。

　　传统正装结构的GaN基LED芯片由于热量需要经由热导率仅为38W/mk的蓝宝石衬底传导至金属基板，导热路径较长，因此芯片热阻较大，散热性能较差。除此之外，正装结构的出光效率受到P电极键合线的遮挡，以及Ni-Au金属电极层对光的透射率等方面的影响，导致其出光效率较低。相比较而言，倒装焊芯片通过倒装焊技术，将LED芯片的光传输通道和热传输通道分离，芯片产生的光从紫外透过率高的蓝宝石衬底出射，芯片有源层产生的热量则在另一侧通过焊接层传到至热导率较高的硅衬底，再经硅衬底传导至金属基板，从而有效地降低了芯片热阻，提高了散热能力，并增大了出光效率。基于上述优点，倒装芯片在近年来得到了快速发展和广泛研究。

　　相对于正装结构，倒装焊芯片的结构较为复杂，其热学特性受到众多因素的影响。有试验表明，凸点结构、凸点缺陷、粘结材料的使用、粘结层空洞等对芯片温度分布有较大影响，倒装焊芯片由于采用倒装技术，在散热通道中增加了凸点、粘结层、散热基板灯一系列功能结构与节点，同事，蓝宝石衬底在芯片散热通道的位置与作用也与正装芯片有较大差异。因此，研究倒装焊芯片的热学性能与凸点及其分布、粘结层材料、蓝宝石衬底结构之间的依赖关系，对优化倒装芯片的散热结构具有重要的理论指导作用。

　　有限元法是求解数理方程的一种数值计算方法，在传热学模拟中有着重要应用。ANSYS分析软件以有限元法为基础，通过求解偏微分方程或偏微分方程组来实现屋里现象的仿真，在处理热分析问题方面具有强大的功能。

　　本文采用有限元方法建立了GaN基倒装LED芯片的三维热学模型，病利用ANSYS软件对芯片温度分布进行模拟，比较了再不同凸点分布、不同蓝宝石衬底厚度以及不同蓝宝石图形化的倒装芯片温度分布，并根据芯片传热模型对模拟结果进行了分析。